西湖龍井種茶樹資源表型性狀特征和多樣性分析

黃海濤，鄭旭霞，毛宇驍，李紅莉，余繼忠

(杭州市農業科學研究院 茶葉研究所，浙江 杭州 310024)

西湖種茶歷史悠久，源于南朝，見著于唐，西湖龍井茶為歷史文化名茶，其以龍井種茶樹資源為品種基礎。龍井種原產于杭州市西湖鄉，主要分布于龍井、靈隱、獅峰、梅家塢、楊梅嶺、九溪等村，于1992年被浙江省農作物品種審定委員會認定為省級品種[1]，是杭州市重要的地方茶樹品種資源之一，浙江省中小葉茶樹品種資源的典型代表，因此，進行龍井種茶樹資源主要表型性狀的遺傳多樣性研究對于正確認識西湖龍井茶品質特征和歷史文化具有重要的意義。

龍井種茶樹資源表型豐富，主要為灌木型，分枝密，葉片較小，葉形多為橢圓和長橢圓，葉色綠，發芽密，芽頭較小，茸毛少，適合制作龍井茶，品質優良[1]。本實驗對西湖龍井茶一級產區10個自然村的100份龍井種茶樹資源的樹型、樹姿、成葉和花朵等30個表型性狀進行了調查和統計，了解其種群形態的遺傳變異水平和群體分化程度，為發掘龍井種育種潛力和優異基因資源，進行種質改良奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 供試材料

采集西湖龍井茶區靈隱(LY)、龍井(LJ)、雙峰(SF)、九溪(JX)、楊梅嶺(YML)、茅家埠(MJB)、滿覺隴(MJL)、翁家山(WJS)、樊村(FC)和梅家塢(MJW)共計10個自然村的茶籽分別播種于西湖龍井茶科研基地(30°11′143″E,120°03′835″N)，待成園后隨機取各村龍井種茶樹資源10份進行調查，合計調查100份。

1.2 調查方法

在秋季調查供試龍井種茶樹資源的樹型、樹姿、成葉和花朵性狀，每份資源調查5個，取平均值。供試材料形態特征的描述和生物學特性的調查方法參考《茶樹種質資源描述規范和數據標準》[2]，質量性狀包括樹型、樹姿、葉片著生狀態、成葉葉色、葉形、葉面、葉身、葉緣、葉質、葉尖、葉基、葉齒銳度、葉齒深度、葉齒密度、花萼顏色、茸毛、花瓣顏色、質地、子房茸毛、柱頭分叉部位和雌雄蕊相對高度等21個指標，數量性狀共包括葉長、葉寬、葉脈對數、花萼數、花瓣數、花冠長、花冠寬、花柱長度和分叉數等9個指標。

1.3 統計和分析

基本統計分析利用Excel 2003進行，聚類分析通過NTsys2.10e軟件運行。聚類分析采用系統聚類下的類平均法(unweighted pair group with mathematic average，UPGMA)。利用Shannon-weave多樣性指數(H′)評價表型遺傳多樣性[3]。計算遺傳多樣性指數前先對數量性狀進行質量化處理，數量性狀按照平均值±0.5σ分為10級分別賦值1、2、3……10；對質量性狀進行數字化處理，將質量性狀的漸變按序量化為0～9，具體參照余繼忠[4]。Shannon-weave指數(H′)計算公式為：

多樣性指數(H′)=-ΣPjlnPj，其中Pj為某性狀第j個代碼出現的頻率。

2 結果與分析

2.1 龍井種茶樹資源主要表型性狀的差異和多樣性

對100份龍井種茶樹資源的30個表型性狀進行了調查，其中包括9個數量性狀(表1)和21個質量性狀(表2)。100份資源的9個數量性狀中有7個數量性狀變異系數在10.0%以上，花萼數和柱頭分叉數2個數量性狀變異系數低于10.0%，多樣性指數與變異系數一致。9個數量性狀中以葉寬的變異系數最大，達到19.43%，其次為花柱長度，變異系數為14.48%，9個數量性狀中以葉長的多樣性指數最高，達到1.36，其次是葉寬，多樣性指數為1.11，與變異系數略有不同。

100份龍井種茶樹資源的21個質量性狀分級情況見表2，結果表明，龍井種茶樹資源質量性狀的遺傳多樣性整體較豐富，其中葉齒銳度和葉緣2個性狀的多樣性指數在1.0以上，13個質量性狀多樣性指數高于0.5，其中葉齒銳度和葉緣的多樣性指數最高，達到1.02，葉基、花萼茸毛和子房茸毛的多樣性指數最低，均為0。

表1 龍井種茶樹資源數量性狀的差異與多樣性

表2 龍井種茶樹資源質量性狀的分級與多樣性

龍井種茶樹資源的表型性狀總體表現(圖1)為灌木(99%)，半開張(80%)，上斜狀著生(93%)，葉形橢圓(68%)或長橢圓(23%)，成葉深綠(52%)或綠(35%)，葉面微隆(58%)，葉身內折(75%)，葉質中等(71%)，葉齒銳度中等(47%)或鈍(32%)，葉齒密度中等(62%)或稀(31%)，葉齒深度淺(90%)，葉基楔形(100%)，葉尖鈍尖(77%)或漸尖(22%)，葉緣微波(49%)或平(26%)，花萼顏色綠(99%)，花萼茸毛無(100%)，花瓣顏色白(93%)，花瓣質地中等(80%)，子房茸毛有(100%)，柱頭分叉部位高(57%)或者中(37%)，雌雄蕊相對高度為雌蕊高(69%)。

2.2 龍井種茶樹資源主要表型性狀的聚類分析

對100份龍井種茶樹資源的表型性狀采用相似系數法進行聚類分析(圖2)，在系數為0.77時，龍井種茶樹資源被分為3個群體，類群Ⅰ包含了7個品種，分別為WJS04、WJS05、WJS06、MJB04、LJ02、LJ09和FC07；類群Ⅱ包含了3份資源，編號分別為LJ01、LJ08和FC10；類群Ⅲ是個大的群體，包含其余90份資源，在類群Ⅲ中又可以分為3個亞群，亞群1包含10份資源，分別為LY04、LY05、LY08、MJB05、SF01、SF08、YML04、WJS02、LJ03和LJ07；亞群2包含其余80份資源。梅家塢、滿覺隴和九溪等村的資源全部集中在亞群2中，表明這3個村的資源遺傳多樣性較低。

圖1 龍井種茶樹資源主要表型性狀的分布

2.3 龍井種茶樹資源不同地理居群的遺傳聚類

對100份龍井種茶樹資源的表型性狀按照10個自然村不同地理居群進行分組聚類分析(圖3)，在遺傳距離7可以分為2個大的類群，其中類群1包括靈隱、雙峰、茅家埠、樊村、龍井和翁家山村，類群2包括九溪、梅家塢、滿覺隴和楊梅嶺，其中類群1又有2個亞群，其中靈隱、雙峰和茅家埠為一個亞群，樊村、龍井和翁家山為一個亞群。

3 小結與討論

3.1 龍井種茶樹資源的表型性狀特征與多樣性

對100份西湖龍井茶樹資源表型性狀統計結果表明，龍井種茶樹資源表型性狀遺傳多樣性總體表現較豐富，其中9個數量性狀多樣性指數平均為1.01，21個質量性狀平均多樣性指數為0.54，葉長平均為7.65 cm，葉寬平均為3.28 cm，花萼數平均為4.97片，花冠長平均為4.41 cm，花冠寬平均為3.91 cm，花瓣數平均為6.82片，柱頭長平均為1.51 cm，柱頭分裂數平均為3.04裂，灌木型，半開張，葉片上斜狀著生，葉形橢圓或長橢圓，葉色深綠或綠，葉面微隆起，葉身內折，葉質中等，葉緣微波或平，葉齒淺，葉基楔形，葉尖鈍尖或漸尖，花萼綠，無茸毛，花瓣白色，質地中等，子房有茸毛，柱頭分叉部位上位或中位，雌蕊高。

圖2 100份龍井種茶樹資源主要表型性狀的聚類

圖3 10個自然村龍井種茶樹資源分組的聚類

3.2 不同地理居群龍井種茶樹資源的遺傳變異

王麗鴛等[5]利用SSR標記對西湖龍井茶產區的靈隱(LY)、雙峰(SF)、龍井村(LJC)、楊梅嶺(YML)及上下滿覺隴(MJL)等5個不同地理居群龍井茶樹資源進行了遺傳多樣性和分化研究，聚類分析結果表明，平均PIC值為0.438 2，龍井村的資源多樣性指數較高，5個龍井種居群的Nei’s遺傳距離聚類圖和居群的地理位置遠近相一致，靈隱村與雙峰村的龍井種茶樹居群聚在一起。

本文依據表型特征對西湖龍井茶產區10個自然村茶籽實生后代的龍井種茶樹資源聚類結果(圖2)表明，龍井茶樹資源的遺傳距離基本與地理位置遠近相一致，如靈隱和雙峰、龍井村和翁家山等遺傳距離較近，各居群表型遺傳距離遠近與王麗鴛等[5]的SSR分子標記遺傳距離遠近基本一致。

3.3 龍井種茶樹資源與鳩坑種茶樹資源的表型特征比較

黃海濤等[6]對杭州市淳安縣鳩坑茶樹資源種群的表型特征進行的統計表明，淳安鳩坑種茶樹資源葉片長平均為9.95 cm，葉片寬平均為3.88 cm，多樣性指數分別為1.02和0.96，本文對杭州市西湖區龍井茶樹資源種群的表型特征統計結果表明，西湖龍井種茶樹資源葉長平均為7.65 cm，葉寬平均為3.28 cm，多樣性指數分別為1.36和1.11。龍井種茶樹資源葉長和葉寬等多樣性指數高于鳩坑種茶樹資源，其葉片大小特征區別明顯，龍井種茶樹資源表型性狀平均多樣性指數為0.68，低于鳩坑種茶樹資源的表型性狀平均多樣性指數(0.97)，這可能與西湖區龍井茶樹資源分布集中度較高和管理較精細有關。

綜上所述，可知龍井種茶樹資源表型性狀具有較豐富的多樣性，且在以種子傳播的過程中，其種群后代的遺傳穩定性高，葉長、葉寬等表型特征遺傳多樣性指數較高，因此，可以進一步加大龍井種茶樹資源優勢個體的選擇和利用力度，選育出優質的龍井茶適制新品種。